PI 控制部分.ppt
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1、用虚拟仪器实现扫描隧道显微镜(STM)的控制,物理系 林亮 宋真 指导老师 张朝晖,背景1. 扫描隧道显微镜(STM)简介,扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope) 1982年由诺贝尔物理学奖得主葛-宾尼(Ged Binning)和海-罗雷尔(Heinrich Rohrer)等人研制成功。是一种具有原子级(A,埃)分辨率的表面分析仪器。在金属和半导体表面以及生命科学的研究中有着广泛的应用。,2. STM工作原理简介,控制部分,控制分为三部分:粗逼近、扫描和负反馈。粗逼近用步进的方式进行,每加一次电压,向前逼近一步,采用锯齿形电压。扫描分为X扫描和Y扫描两部分
2、,X方向为行方向,Y方向为列方向。X方向扫描过去再回来,然后Y方向换行,循环往复,可以扫描xy大小的区域.,负反馈和表面分析,负反馈控制贯穿全过程。负反馈由加在Z方向上的电压来实现。首先读取隧道电流I,与标准值相减,然后经过比例、积分运算,得到负反馈电压的数值,加到Z轴上去,调节陶瓷管伸长,以实现衡电流扫描。加在Z轴上的电压的变化反应样品表面电子波函数的起伏。通过存储和读取分析Z轴电压的二维分布,就能得到样品表面起伏的信息。,3. 负反馈控制简介,为了实现对 STM探针与样品表面距离的控制,普遍方法是用pid控制。通常的 STM的控制部分是用 dsp 芯片来实现的。而我们这里是用 labvie
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